2.2 Вибір типу гпа і розрахунок режиму роботи кс

Для розрахунків режимів роботи КС приймаються характеристики ЦН, які являють собою залежність ступеня повишення тиску ε, політропного коефіцієнта корисної дії η_кор і приведеної відносної внутрішньої міцності:

,

(2.38)

від приведеного об’ємного виробітку:

,

(2.39)

при різних значеннях приведених відносних оборотів:

,

(2.40)

де ,,,- відповідно густина газу, коефіцієнт стиску, температура газу та об’ємний виробіток ЦН, приведені до умови всмоктування;

, ,- умови приведення, для яких побудовані характеристики ЦН;

n, n_H – відповідно робоча частота обертання вала ЦН і номінальна

частота обертання.

Основні параметри деяких типів ЦН наведені в таблиці.

Таблиця 2.5 - Основні параметри деяких типів центрових насосів при

номінальному режимі роботи

Тип ЦН	Qн, млн.м3/добу	Тиск (абс.), Мпа			ε	Приведені параметри				nн, хв-1
		pВС	рнаг	ZПР		RПР, Дж/(кг·К)	ТПР, К
H-300-1.23٭	19	3.63	5.49	1.23		0.91	490.5	288	6150
370-18-1٭	37	4.96	7.45	1.23		0.888	508.2	288	4800
H-16-56٭	51	3.57	5.49	1.24		0.893	508.2	307	4600
235-21-1	18.3	5.18	7.45	1.44		0.888	508.2	288	4800
ГПА-Ц-6.3/76	11.4	5.14	7.45	1.45		0.9	508.2	293	8200
ГПА-Ц-16/76	32.6	5.14	7.45	1.44		0.888	508.2	288	4900
Н-16-76-1.44	31	5.18	7.45	1.44		0.898	508.2	288	6340
650-21-2	53	4.97	7.45	1.45		0.9	501.4	288	3700
650-22-2	47	4.97	7.45	1.45		0.9	501.4	288	3700
CDR-224	17.2	4.93	7.45	1.51		0.9	490.5	288	6200
RF2BB-30	21.8	4.93	7.45	1.51		0.9	490.5	288	6200
RF2BB-36	38	4.93	7.45	1.51		0.89	510.1	288	4437
PCL802/24	17.2	5	7.45	1.49		0.9	490.5	288	6200
PCL1002/40	45	4.93	7.45	1.51		0.9	490.5	288	4670

٭ - тиски p_ВС та р_наг для роботи нагнітачів по схемі двоступеневого стиску.

Одним із універсальних видів характеристик ЦН є приведена характеристика по методиці ВНИИГАЗа (рисунок 2.1)

Порядок визначення робочих параметрів:

1. При відомому складу газу, температурі і тиску на вході в ЦН визначається коефіцієнт стиску Z_BC;

2. Визначається щільність газу _ВС і продуктивність нагнітача при умовах всмоктування Q_BC:

	ВС = ст ,		(2.41)
QBC = ,		(2.42)

де Q_KC = Q – продуктивність КС при стандартних умовах;

m_H – число паралельно працюючих ЦН, яке визначається із

співвідношеня:

mH = ,

(2.43)

- нормальна продуктивність ЦН при стандартних умовах, млн.м³/добу.

Рисунок 2.1 – Приведена характеристика центробіжного нагнітача по методиці «ВНИИГАЗа»

4. Задаючись декількома (не менше трьох) значеннями обертів ротора в діапазоні можливих частот обертання ГПА, по формулах (2.39) і (2.40)

визначаються Q_ПР і _ПР. Отримані точки наносять на характеристику і з'єднюються лінією (плавна крива a b c на рисунку (2.1)).

Визначається потрібна степінь підвищення тиску

,

(2.44)

де - відповідно номінальний тиск на вході і виході ЦН.

Провівши горизонтальну лінію із значення, знайдемо точку перетинуА з кривою a b c. Будуючи із отриманої точки перпендикуляр до перетину з горизонтальною віссю, знаходимо Q_ПР. Аналогічно знаходять і_ПР (рисунок (2.1)). Значення Q_ПР має задовольняти умову Q_ПР – приведена об’ємна продуктивність на границі зони перекачування (розхід, відповідає лівій границі характеристик ЦН).

4. Визначається внутрішня потужність, спожита ЦН

Ni =

(2.45)

де n – фактична частота обертання ротора ЦН, яка визначається з виразу:

n=

(2.46)

4. Визначається потужність на муфті приводу

,

(2.47)

де - механічні втрати потужності в редукторі і підшипниках ЦН при номінальному навантажені (приймаються рівними 1% від номінальної потужності приводу).

4. Обчислюємо потужність газотурбінної установки (ГТУ)

(2.48)

де – номінальна потужність ГТУ, кВт;

–коефіцієнт технічного стану по потужності;

- коефіцієнт, який враховує вплив системи протиобледеніння (при відключенні системи );

–коефіцієнт, уточнюючий вплив системи утилізації тепла ;

- відповідно фактична і номінальна температура повітря , К;

розрахунковий тиск навколишнього середовища, МПа.

Значення де ,,приймаються по довідникових даних ГТУ ( таблиця 2.6).

Таблиця 2.6– Технічна характеристика деяких типів ГПА з

газотурбінним приводом

Тип ГТУ	, кВт	К			Частота обертання силового вала, хв-1
					nmin	nmax
ГПА-Ц-6,3	6300	288	0,95	1,3	5740	8610
ГТК-10	10000	288	0,95	3,7	3300	5100
ГПУ-10	10000	298	0,95	3,7	3360	5300
ГТН-10И	10000	288	0,95	2,0	4550	6870
ГТК-16	16000	288	0,95	3,2	3500	4850
ГТН-16	16000	288	0,95	3,2	4400	6600
ГПА-Ц-16	16000	288	0,95	2,8	3430	5150
ГТН-25	25000	288	0,95	3,2	3500	3900
ГТН-25И	25000	288	0,95	2,2	3270	5100

4. Виконується порівняння . Повинна виконуватися умова. При невиконанні цієї умови слід збільшити число m_H і провести розрахунок повторно , починаючи з пункту 2 .

5. Обчислюється температура газу на виході ЦН

,

(2.49)

де - показник адіабати природного газу ,